超声波处理水提高氢棒产氢能力的初步研究

Hydrogen productivity of hydrogen-rich sticks increased by ultrasonic water

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摘要目的检测超声波处理后水中氧等气体的含量变化规律,研究氢棒在超声水中的制氢能力,并探讨含氢量、含氧量、氧化还原电位(ORP)及pH值等4项之间的相关性.方法将蒸馏水分别超声0、1、2、4、8、10、12、16、20 h后,立即检测其含氧量、ORP、pH值;将氢棒放入装有超声波处理12 h的蒸馏水和对照蒸馏水中,分别反应0、2、4、6、8、10、12、16、20、24 h后,立即检测其上述4项.结果随超声时间延长,水中含氧量逐渐下降,在相同时间点显著低于未经超声处理蒸馏水中的含氧量(P<0.01);与未处理蒸馏水相比,ORP也显著下降(P<0.01).超声波除氧12 h后,室温静置时间与水中含氧量的恢复符合y=A2+(A1-A2)/(1+(x/x0)^p)的函数关系(R2=0.9489、0.9839).氢棒在超声波处理12 h的水中制备富氢水与未处理蒸馏水相比,产氢速率显著提升(P<0.01).在制备富氢水时,水中含氧量随含氢量的升高逐渐下降,随反应时间延长,pH呈上升趋势,ORP呈下降趋势,且水中含氧量越低,富氢水的制备效率最高.此外,含氢量与含氧量、ORP均呈负相关.结论超声波可去除水中大部分氧,且在超声波处理12 h后水中含氧量达到最低值;超声波处理可显著降低水的ORP,并与水中的含氧量密切相关.超声水可在短时间内提高氢棒的产氢速率,快速制备高浓度富氢水,为后续提高氢棒制氢效率提供了参考依据.